Автоматический анализатор спектра

Автоматический анализатор спектра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е < >в2589в

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлечо 25.11.74 (21) 2077825/18-24 с присоединением заявки % (23) Поиоритет (43) Опубликовано25.08.76.Бюллетень K 31 (45) Дата опубликования описания 07.12.76 (51) М. Кл.

& 01 R 23/00

Гасударственный намнтет

Совета Мнннатров СССР по делам нвооретеннй и откаытнн (53) УДК 681.323, .5 1 9.2 (088.8) (72) Автор изобретения а И, Якименко (71) Заявитель (54) АБТ0." А.ВИН,"»»„ИЙ,:,1-. =,, и 3ь.. 0 :

Изобретение относится к измерительнс технике и предназначено для исследования случайных электрических сигна,içв в реаль=ном масштабе времени, например в техни= ческой и медицинской диагностике, акустике, гидролокации и др, Известен анализатор спектра, содержаший блок управления, подключенный к управлпощим входам квантователя, переключателя, ключа, соединенного выходом с шиной нуле. вого потенциала, генератора импульсов и сумматора, вход анализатора соединен свхсдом квантователя, первый выход которого подключен к блоку управления.

Недостаток известных анализаторов спектра д состоит в трудности обеспечения стабильности частот настройки одновременно нескольких десятков ждущих генераторов контуров, сохранения идентичности их добротности, синфазности возбуждения колебаний, 20 что усложняет конструкцию анализатора и увеличивает его объем, При этом ограничение функциональных возможностей анализатора связано с тем, что вычисление функции спектральной плотности мощности сигнала 25 может про"сводит:."я =олько с использсва;-П»И» .. ;::ÎÃ01»ñ.»IßËÜÅÎÃÎ ПО ВЫХОДУ KOPPBJIHTO— ра и тс»лько после ьычисления всех М-ординат KoppEëÿêèo» .sÎ . функщш исследуемого сигнала, Цель изсбретения — повышение точности при работе В реальном масштабе времени.

;(ля эт- гс пре пагаемое устройство содержи ъ 1 ..-й генератор и аналого-цифровой преобразователь, инфорл ационный вход которого соединен с выходом ждущего генератор=", управляющий вход подключен к генер тору импульсов, а выход соединен с входом сумматора, при этом первый вход ждущего генератора подключен к выходу переключателя, второй вход — к блоку управления.

На фиг. 1 приведеча блок-схема предлагаемого автоматического анализатора спектра„на фиг. 2 — временные диаграммы.

Анализатор содержит квантователь 1, Вход которого соединен с источником исследуемого электрического сигнала, а общий выход через первый контакт переключателя 2 — с входом ждущего генератора 3, выход которого соединен с входами ключа 4 и

5258 95

10 аналого-цифрового преобразователя 5. При этом управляющие вход и выход квантователя 1 соединены с выходом и входом блока управления 6, второй выход которого соединен с входом генератора импульсов 7, вы- 5 ход которого соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя 5, а выход последнего — с входом сумматора 8, причем выход ключа 4 соединен с шиной нулевого потенциала.

Автоматический анализатор спектра работает следующим образом.

Перед началом работы все устройства анализатора установлены в исходное состояние, переключатель 2 - в положение Я 15 ключ 4 закрыт.

Исследуемый электрический сигнал подается на вход квантователя 1 (см. фиг.2а), в котором осуществляется его преобразование в дискретную форму Х (1 + ) по ко- 20 мандам с блока управления 6. Одновременно с получением первого отсчета блок управ. ления переводит подвижный контакт переключателя 2 в положение К, который мгновенно возвращается в положение благодаря чему на вход ждущего генератора 3 поступает возбуждающий импульс (амплитуда которого равна отсчету входного сигнала), возбуждающий в генераторе 3 гармоническое моночастотное колебание частоты

О с амплитудой, р ав н ой амплитуде возбуждающего импульса. Зто колебание подается на вход аналого-цифрового преобразователя 5 и подвергается преобразованию в цифровой код с часто .ой, определяемой частотой следования управляющих импульсов от генератора импульсов 7 (cM. фиг. 2 б). Частота этих импульсов в генераторе 7 была установлена одновременно с возбуждением ждущего генератора 3 входным отсчетом, С выхода. преобразователя 5 числа в цифровом коде поступают на вход сумматора 8, где распределяются последовательно в суммирующие ячейки 1, 2, 3,..., (к-1) (см. фиг. 2е).

После записи числа в ячейку к по команде с блока управления 6 открывается ключ 4, срывая колебания в ждущем генераторе 3.

Следующая команда устанавли вает в генераторе 7 новую частоту следования импульсов.

Во время второго цикла накопления (см. фиг. 2,в ) последовательность операций повторяется: ждуший генератор 3 возбуждается вторым отсчетом, моночастотное ко- ЬЬ лебание 5 амплитуды у = x (2) поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 5 и преобразуется в двоичный код частотой, распределяясь в те же ячейки j 11, 2, 3, ..., (к-1), k)1 g суммато- 80 ра 8, постепенно формируя огибающую спектра (фиг. 2 е, графики а,б).

После окончания последнего цикла (фиг. 2д ), при котором числа в сумматор поступают с частотой, в нем накапливается спектр входного сигнала длительности (О- t ). м

Таким образом, каждые из 1, 2, ..., м— отсчетов — выборок входного сигнала поочередно возбуждают моночастотное колебание, амплитуда которого равна амплитуде 1,2,.-м - выборки, после чего каждое моночастотное колебание подвергают дискретизации с частотой, соответственнов 1,2,. ° .,м раза меньшей, чем при первом цикле (что эквивалентно временной компрессии моночастотного сигнала в 1, 2, ..., м раз соответственно). Получаемая при этом в сумматоре сумма j 1,2,3,...,(к-1), к ) двоичных чисел пропорциональна спектру входного электрического сигнала, при этом ось абсцисс полученного результата масштабируют в соответствии с выбранной частотой монэчастотного колебания л М (юА

5(f)=5 ц Cx(tat)cow (2k — ИЕ aC) °

1 й= = Ь

1 где — = =сот М вЂ” заданная частота возле о

1 буждаемых колебаний;

Ь вЂ” масштабный коэффициент шкалы частот.

Такая структура анализатора позволяет повысить точность измерения спектра благодаря высокой стабильности амплитуды и частоты колебаний с выхода ждущего генератора (ввиду того, что колебания имеют одну фиксированную частоту); существенно расширяются функциональные возможности анализатора — при анализе амплитудного спектра низкочастотных сигналов роль входного преобразователя выполняет квантователь непрерывного сигнала для последовательного возбуждения выборками ждущего генератора; при анализе высокочастотных сигналов входной преобразователь содержит дискретизатор и буферное запоминающее устройство небольшой емкости; при анализе спектральной плотности мощности случайных процессов функции входного преобразователя может выполнять любой коррелятородноканальный или многоканальный, аналоговый или цифровой с аналоговым общим выходом; последовательность формирования спектра в сумматоре создает возможность прекращения измерений спектра после любого цикла накопления оценки (при обеспечении ее устойчивости), благодаря чему увеличивается оперативность воздействия на источник случайных сигналов в течение экс5258 95 перимента, что может сократить длитель ность проводимых экспериментов.

Формула изобретения

Автоматический анализатор спектра, содержащий блок управления, подключенный к управляющим входам квантователя, переключателя, ключа, соединенного выходом с шиной нулевого потенциала, генератора импульсов и сумматора, вход анализатора соединен с входом квантователя, первый выход которого подключен к блоку управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при работе в реальном масштабе времени, устройство содержит ждуший генератор и аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого соединен с выходом ждущего генератора, управляющий вход подключен к генератору импульсов, а выход соединен с входом сумматора, при этом первый вход ждущего генератора подключен к выходу переключателя, второй вход — к блоку управления.

525895

Составитель В. Жовинский

Редактор р Иванова Техред Г. Родак Корректор Д. Мельнцсщнкр

Заказ 5136/488 Тираж 1 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4